DARPA, brațul de cercetare al Departamentului Apărării, plătește oamenii de știință să inventeze modalități de a citi instantaneu mințile soldaților folosind instrumente precum inginerie genetică a creierului uman, nanotehnologie și fascicule infraroșii. Scopul final? Arme controlate de gândire, precum roiuri de drone pe care cineva le trimite cerului cu un singur gând sau capacitatea de a transmite imagini de la un creier la altul.
Săptămâna aceasta, DARPA (Agenția de Proiecte pentru Cercetări Avansate de Apărare) a anunțat că șase echipe vor primi finanțare în cadrul programului de ne-tehnologie ne-chirurgicală de nouă generație (N3). Participanții au sarcina de a dezvolta o tehnologie care va oferi un canal bidirecțional pentru o comunicare rapidă și perfectă între creierul uman și mașini, fără a fi necesară intervenția chirurgicală.
„Imaginează-ți pe cineva care operează cu un drone sau pe cineva care ar putea analiza o mulțime de date”, a spus Jacob Robinson, profesor asistent de bioinginerie la Rice University, care conduce una dintre echipe.
"Există această latență, în care dacă vreau să comunic cu mașina mea, trebuie să trimit un semnal din creierul meu pentru a mișca degetele sau pentru a mișca gura pentru a face o comandă verbală, iar acest lucru limitează viteza cu care pot interacționa cu orice un sistem cibernetic sau un sistem fizic. Deci gândul este poate că am putea îmbunătăți această viteză de interacțiune. "
Acest lucru ar putea fi crucial, deoarece mașinile inteligente și un val mare de date amenință să copleșească oamenii și, în cele din urmă, ar putea găsi aplicații atât în domeniul militar, cât și în cel civil, a spus Robinson.
Avansarea controlului minții
În timp ce au existat progrese în capacitatea noastră de a citi și chiar de a scrie informații creierului, aceste progrese s-au bazat în general pe implanturile cerebrale la pacienți, permițând medicilor să monitorizeze afecțiuni precum epilepsia.
Cu toate acestea, chirurgia creierului este prea riscantă pentru a justifica astfel de interfețe la persoanele cu putere de muncă; și abordările actuale de monitorizare a creierului, cum ar fi electroencefalografia (EEG) - în care electrozii sunt atașați direct la nivelul scalpului - sunt prea inexacte. Ca atare, DARPA încearcă să impulsioneze un progres în interfețele neinvazive sau minim invazive-creier-computer (BCI).
Agenția este interesată de sisteme care pot citi și scrie în 16 locații independente dintr-o bucată de creier de dimensiunea unei mazăre cu un decalaj de cel mult 50 de milisecunde în patru ani, a spus Robinson, care nu este iluzia cu privire la scara de provocarea.
„Când încercați să captați activitatea creierului prin craniu, este greu de știut de unde provin semnalele și când și de unde sunt generate semnalele”, a spus el pentru Live Science. "Deci, marea provocare este, putem împinge limitele absolute ale rezoluției noastre, atât în spațiu, cât și în timp?"
Modificări genetice ale creierului uman
Pentru a face acest lucru, echipa lui Robinson intenționează să folosească viruși modificați pentru a furniza materialul genetic în celule - numiți vectori virali - pentru a insera ADN-ul în neuroni specifici care îi vor face să producă două tipuri de proteine.
Primul tip de proteine absoarbe lumina atunci când un neuron trage, ceea ce face posibilă detectarea activității neuronale. Un set cu cască extern ar transmite un fascicul de lumină infraroșie care poate trece prin craniu și în creier. Detectoarele atașate la căști vor măsura apoi semnalul mic care se reflectă din țesutul creierului pentru a crea o imagine a creierului. Din cauza proteinei, zonele vizate vor părea mai întunecate (absorbind lumină) atunci când neuronii trag, generând o citire a activității creierului care poate fi folosită pentru a rezolva ceea ce persoana vede, aude sau încearcă să facă.
A doua proteină se leagă de nanoparticule magnetice, astfel încât neuronii pot fi stimulați magnetic să tragă atunci când setul cu cască generează un câmp magnetic. Acest lucru ar putea fi utilizat pentru a stimula neuronii, astfel încât să inducă o imagine sau un sunet în mintea pacientului. Ca dovadă a conceptului, grupul intenționează să utilizeze sistemul pentru a transmite imagini din „cortexul vizual al unei persoane la cel al alteia.
„A fi capabil să decodeze sau să codifice experiențele senzoriale este ceva ce înțelegem relativ bine”, a spus Robinson. „La marginea sângerării a științei, cred că suntem acolo dacă am avea tehnologia pentru a o face”.
Vorbind cu drone
Un grup de la institutul de cercetare nonprofit Battelle ia o provocare mai ambițioasă. Grupul vrea să-i lase pe oameni să controleze mai multe drone folosind gândurile lor singure, în timp ce feedback-ul despre lucruri precum accelerația și poziția merg direct la creier.
„Joystick-urile și cursoarele de calculator sunt dispozitive mai mult sau mai puțin unidirecționale”, a spus omul de știință senior de cercetare Gaurav Sharma, care conduce echipa. "Dar acum ne gândim la o persoană care controlează mai multe drone; și este în două sensuri, așa că dacă drona se mișcă spre stânga, veți primi un semnal senzorial înapoi în creierul dvs. spunându-vă că se mișcă spre stânga."
Planul grupului se bazează pe nanoparticule special concepute cu miezuri magnetice și cochilii piezoelectrice exterioare, ceea ce înseamnă că învelișul poate converti energia mecanică în electrică și invers. Particulele vor fi injectate sau administrate nazal, iar câmpurile magnetice le vor ghida către neuroni specifici.
Atunci când un set cu cască special conceput aplică un câmp magnetic neuronilor vizați, miezul magnetic se va deplasa și va exercita stres pe învelișul exterior pentru a genera un impuls electric care face ca neuronul să ia foc. Procesul funcționează, de asemenea, în sens invers, cu impulsuri electrice provenite de la tragerea neuronilor convertiți în câmpuri magnetice minuscule, care sunt preluate de detectori în cască.
Traducerea acestui proces în controlul dronei nu va fi simplă, recunoaște Sharma, dar își bucură provocarea pe care DARPA a pus-o. „Creierul este frontiera finală în știința medicală”, a spus el. „Înțelegem atât de puțin din aceasta, ceea ce face foarte interesant să facem cercetări în acest domeniu”.
